水泥稳定碎石基层裂缝产生的现象、原因、预防对策及处理办法.doc

水泥稳定碎石基层裂缝产生的现象、原因、预防对策及处理办法【摘要】通过对水泥稳定碎石基层裂缝形成的危害、原因进行深入分析，结合水泥混凝土、沥青混凝土路面破损实际状况，提出减少水泥稳定碎石基层的横向干缩温缩裂缝应采取的相应预防和处理措施。【关键字】水泥稳定碎石基层；裂缝；现象；原因；预防；处理办法目前，我国高等级公路、高级路面，较多采用半刚性基层，水泥稳定碎石是较为常见的半刚性路面的基层材料，相对于石灰稳定类，水泥稳定碎石基层有良好的力学性能和结构整体性能。其优点是取材方便、成型快，施工速度快，配套设施操作方便，材料来源丰富，价格低廉，是一种优良路面基层材料；同时水泥稳定类粒料早期强度高，可以大大缩短施工周期；如有早期通车要求，因其承载能力大，效果要好于石灰稳定类粒料基层；水稳定性好，抗冻性好，耐冲刷，目前在我国高等级公路建设中广泛应用。但是随着该结构的大量使用，其缺陷也逐步体现出来，尤其因为水泥硬化时的水化反应和外界温度影响，裂缝问题最为突出。1、裂缝产生的现象及危害水泥稳定碎石基层是半刚性结构，处理不好易产生裂缝。一般在基层顶面沿横向开裂形成裂缝，裂缝大多为等距，缝宽在0.5-3.5mm之间，缝长不定。较早出现的裂缝是在水稳层养生过程中开始出现，有的是在路面通车后在行车荷载作用下出现。水泥稳定碎石基层裂缝的危害主要是：（1）养生过程中出现的反射裂缝，在行车荷载、温度荷载及降水的综合作用下，裂缝缝隙处向下渗透自由水，降低水稳基层承载能力。（2）路面通车后在车辆荷载反复作用下使基层原有细微裂缝逐渐发展扩大，使面层出现与基层相同的、有规则的反射裂缝。这两种病害均导致路表水通过裂缝进入路面结构，基层的细集料形成泥浆被行车荷载挤出路面。水泥混凝土路面因反射裂缝开裂、起拱、碎板；沥青混凝土中粘附在碎石表面的沥青剥离，路面出现坑洞、碎裂、松散。路面结构强度、承载能力降低，最终造成影响道路使用寿命。2、裂缝产生的原因从水泥、碎石等材料的要求及生产工艺进行分析，主要有以下方面原因产生裂缝：（1）配合比设计不合理，或生产配比控制不严，造成混合料偏细。（2）施工中使用水泥的标号不同、批号不同、品种不同，掺合在一起使用，因不同的收缩应力易形成收缩裂缝；施工中水泥剂量偏大和水灰比的加大易造成收缩，当收缩受到约束时，容易形成裂缝。（3）拌合过程中，含水量控制不好，没有充分考虑天气、运距对混合料含水量的影响。混合料含水量相对于最佳含水量过低，保证不了水泥稳定层水化作用所需的足够水份，强度无法形成，也不易压实；过高，水稳层成型之后有多余的游离水分填充空隙，当其发挥后，就有可能造成干缩裂缝。（4）拌合不均或摊铺时离析严重，会产生裂缝。（5）高温期施工，养生不及时，出现干缩开裂现象。（6）碎石在加工过程中山皮未剥离干净，导致0-4.751mm的规格料中，小于0.075mm含量超过5%，塑性指数超过9。（7）碾压不密实。在进行基层碾压时，有的施工位置未达到要求的遍数，或含水量未控制好，造成不密实。当承受荷载后，变型过大，产生裂缝。（8）过早开放交通。由于沿线有施工运输车辆不能完全断绝交通，而运料车又是重车，当水温层强度未达到要求就开放交通，就容易产生裂缝。3、裂缝的预防（1）严格控制碎石的加工质量。要求把碎石上附着的风化了的山皮剥净。在片石投入破碎机之前，使用振动传输上料机，把残土筛除，同时控制碎石的规格，及时更换锤头，以防不符合规定规格和针片状的碎石产生。（2）进场水泥严格检测，其各项指标必须满足规范要求。不合格水泥严禁使用。一般的水泥稳定碎石基层，其设计强度通常为3-5mpa。设计强度越高，所需水泥用量越大。基层刚性越大，越易产生干缩性裂缝，缝宽也越大，所以规范规定水泥用量6%，控制好水泥剂量在±0.5%的范围之间，不能超过5.5%。（3）加强检测生产配合比，使其满足设计配合比。强化拌合站操作人员的质量意识，各料仓上料及时，并派专人负责，防止有料仓出料口堵塞现象。严禁料仓缺料或堵塞时，继续上料。（4）拌合料中含水量的控制，应使其在到达现场摊铺时略高于最佳含水量1%-2%左右。水泥稳定碎石基层需要足够的水分才能满足水泥水化的需要，但在施工中如果含水量过大，在碾压时就容易出现车辙，并且细料及水泥浆会随水分一起上浮至表面，使之产生干缩性裂缝。因此施工时，应根据天气情况适当增加或减少拌合用水量，确保碾压时混合料含水量在最佳含水量范围内。（5）水稳碎石基层施工最好选择在气温变化不大时期施工，使结构内部温度应力较小，水稳层不易产生热胀冷缩现象，防止施工时因气温相差大产生温缩性裂缝。酷暑条件下施工，应选择在早晚时间，尽可能避开中午时间进行摊铺。要加强覆盖洒水养护，保证水稳层处在湿润状态。（6）严格控制集料级配，减少混合料中细集料含量；通过碾压控制好结构层压实度。结构层压实度越高，强度与刚度越高，干缩性就会降低。所以，控制好级配和压实度可预防裂缝产生。碾压及时，确保在水泥初凝前压实成型，最好从拌合到碾压完毕，控制在2h内。碾压完毕检测压实度必须达到98%以上。（7）摊铺完成、成型之后及时覆盖养生，及时用草袋、麻袋覆盖进行洒水养护，防止基层因混合料内部发生水化作用和水分过度蒸发引起表面的干缩性裂缝。如果在冬天施工温度较低，则可用一层塑料薄膜再加上二层土工布覆盖保温，不一定需要洒水养护。（8）由于基层分两层摊铺，应尽量缩短两层的施工间隔时间，以7-15h为宜。上基层摊铺完，也要加强养生，封闭交通。养生7d之后，尽快做好预拌碎石封层。一个月之内严禁载重运输车在上行走，一个月之后也只允许适度开放交通，要求限速在20km/h以内。（9）及时实行交通管制。7h之内严禁任何车辆通行。4、裂缝的处理（1）针对已产生的裂缝，为防治其继续扩散和反射到面层上，避免雨水侵蚀，阻止水分渗入，防止病害的进一步扩展和蔓延，必须对裂缝进行处理。可用改性乳化沥青来灌缝。改性乳化沥青在常温和低温时均有着较高的弹性，可随着裂缝的胀缩而发生弹性变形，始终保持其密封作用，可长期、有效地封闭水稳层的裂缝。在灌缝之前，首先要用切缝机对裂缝进行切缝处理，当裂缝宽度超过3mm时，都应进行切缝，然后把裂缝周围用鼓风机吹干净，再用喷洒车的喷枪来灌缝，当改性沥青破乳之后形成粘结状态。（2）对较小的裂纹，直接喷灌；对于宽度1-2mm的缝，喷灌后加铺自粘式玻璃纤维格栅（网格尺寸为1×1cm）；对于大于2mm的缝，先沿缝切成上口v形槽，吹扫干净之后灌缝，也须加铺自粘式网格尺寸为1×1cm的玻璃纤维格栅。（3）裂缝处理完之后，必须尽快做好封层，施工完封层才允许开放交通。5、结束语为了保证高等级路面使用功能、减少破损、延长使用寿命。水泥稳定碎石基层施工过程中要控制好施工配合比、水泥剂量、施工最佳含水量、碾压时间、结构层压实度；做好草、麻袋保湿覆盖、洒水养护工作，尽量减少、防止裂缝的发生。同时，基层裂缝出现后要采取有效措施及时处治，防止发生反射裂缝。